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Fotografia astronomica con camera CCD

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Presentazione sul tema: "Fotografia astronomica con camera CCD"— Transcript della presentazione:

1 Fotografia astronomica con camera CCD
Liceo Statale “Leonardo” – Liceo Scientifico e Linguistico - Giarre (CT) Fotografia astronomica con camera CCD Classe 3a H indirizzo Brocca Scientifico Cassisi Carlo Cavallaro Flavia Cavallaro Mariarita Cucuccio Davide Leonardi Angelo Mauro Alessandro Miano Arianna Docente: Prof. Pietro Romano

2 Sommario delle attività
PLS Astrofisica Bidimensionale – INAF OACT (Attività teorica e laboratoriale – 14 e 16 febbraio 2012 tot.: 6 ore); Incontro con l’astrofotografo Giovanni Benintende (conferenza del 27 gennaio 2012 presso il nostro Istituto); Realizzazione di foto con le attrezzature del Liceo Statale “Leonardo” di Giarre.

3 Istituto Nazionale Astrofisica - Osservatorio Astrofisico - Catania Progetto Lauree Scientifiche Astrofisica Bidimensionale febbraio 2012 Descrizione dei principi di funzionamento dei rivelatori bidimensionali di immagini basati sulla tecnologia CCD (Charge Coupled Device) - Sergio Billotta 1 2 3 OD OS RD R SW Output Node Transistor Reset Summing Well --end of serial register Vout Elettronica di controllo – Massimiliano Belluso Caratterizzazione e calibrazione in laboratorio di rivelatori per strumentazione astronomica – Alessandro Grillo Le osservazioni astronomiche– Gabriella Caniglia

4 Astrofotografia: la Scienza incontra l’Arte Relatore: Giovanni Benintende (http://www.astrogb.com/) 27 gennaio 2012

5 Immagine Raw Il formato scientifico standard delle immagini prodotte da un CCD è denominato FITS (Flexible Image Transport System). Questo standard supporta vari formati di dati (8, 32,64 bit). Le camere CCD amatoriali operano invece con un formato a 16 bit. Un sensore che adotta un formato dati a 16 bit può quindi memorizzare, in ogni suo pixel, un numero tra 0 e Questo numero è l’ A.D.U. o Analog to Digital Unit e rappresenta appunto l'unità di misura dell'intensità luminosa di un pixel. Gli elettroni catturati durante l'esposizione vengono convertiti in ADU dall'integrato ADC .

6 Immagine Dark Il segnale registrato su ogni pixel di un CCD può, in alcuni casi, avere una componente addizionale che non ha nulla a che fare con il numero di fotoni che colpiscono quel particolare pixel. Questo segnale è essenzialmente un rumore di tipo termico: il moto degli atomi (proporzionale alla loro temperatura) nel materiale semiconduttore che compone il CCD stesso, è la causa del deposito di cariche (elettroni) all'interno del pixel. Per minimizzare questo fenomeno, tutti i CCD utilizzati nelle immagini astronomiche vengono portati a bassissime temperature. Per rimuovere questo segnale termico dalle immagini, si deve acquisire un frame separato contenente soltanto il segnale termico e sottrarlo all'immagine da correggere. Questo si può ottenere riprendendo un'esposizione della stessa durata dell'immagine da correggere, ma tenendo l'otturatore chiuso cioè in condizioni di totale oscurità: il frame così ottenuto viene chiamato "dark frame".

7 Immagine Flat Un altro problema con le camere CCD è che la risposta del silicio alla luce può cambiare leggermente da pixel a pixel, dovuta alle variazioni di composizione chimica, alle dimensioni e alla forma degli elettrodi, all'effetto vignettatura delle ottiche o più semplicemente alla sporcizia e alla polvere che si accumula sulla finestra che protegge il sensore. Se queste variazioni non vengono corrette, porteranno inevitabilmente ad errori nella misura delle magnitudini delle stelle o di altre sorgenti celesti e comunque degraderanno la qualità dell’immagine. Si ovvia a questo problema effettuando una esposizione su uno sfondo uniformemente illuminato (Flat Field) e per un tempo tale da portare il valore medio ADU a circa il 60% del range dinamico del sensore. Molti astronomi riprendono il Flat field all’alba o al tramonto, su una zona di cielo che presenta luminosità uniforme. Un altro metodo consiste nell’utilizzare uno schermo bianco illuminato da una lampada all'interno della cupola. Noi abbiamo utilizzato una Flat box.

8 Calibrazione dell’immagine

9 Attrezzature (fondi Europei FESR)
Telescopio di ripresa: rifrattore Skywatcher ED120 (D: 120 mm, F:900 mm) su montatura equatoriale motorizzata CGEM Telescopio guida: Skywatcher D70 F500 Camera guida: Magzero MZ-5m Camera CCD di ripresa: Magzero QHY8L a colori

10 (immagine Raw – 28 marzo 2012 – singola posa di 10 minuti)
M51 – Galassia Whirlpool (immagine Raw – 28 marzo 2012 – singola posa di 10 minuti)

11 Sintesi colore su immagine Raw (Astroart)
M51 – Galassia Whirlpool Effetto vignettatura Aloni Punti scuri Sintesi colore su immagine Raw (Astroart)

12 Sintesi colore su immagine (Raw – dark)/ Flat (Astroart)
M51 – Galassia Whirlpool Sintesi colore su immagine (Raw – dark)/ Flat (Astroart)

13 M42 – Grande nebulosa di Orione

14 IC434 – Nebulosa Testa di Cavallo
1888: Williamina Fleming Grazie per l’attenzione


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